STM32外部中断

STM32 外部中断

  • STM32F103 的中断控制器支持 19 个外部中
    断/事件请求。每个中断设有状态位,每个中断/事件都有独立的触发和屏蔽设置。STM32F103
    的 19 个外部中断为:
    线 0~15:对应外部 IO 口的输入中断。
    线 16:连接到 PVD 输出。
    线 17:连接到 RTC 闹钟事件。
    线 18:连接到 USB 唤醒事件。

  • GPIO 的管教 GPIOx.0~GPIOx.15(x=A,B,C,D,E,F,G)分别对应中断线 15~0。这样每个中
    断线对应了最多 7 个 IO 口,以线 0 为例:它对应了 GPIOA.0、GPIOB.0、GPIOC.0、GPIOD.0、
    GPIOE.0、GPIOF.0、GPIOG.0。而中断线每次只能连接到 1 个 IO 口上,这样就需要通过配置
    来决定对应的中断线配置到哪个 GPIO 上了。下面我们看看 GPIO 跟中断线的映射关系图:
    STM32外部中断_第1张图片
    GPIOx.0映射到EXTI0

  • 对于每个中断线,我们可以设置相应的触发方式(上升沿触发、下降沿触发、边沿触发)及使能

IO口外部中断在中断向量分配表只分配7个中断向量,只能使用7个中断服务函数

  • EXTI0

STM32外部中断_第2张图片
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STM32外部中断_第3张图片

配置 GPIO 与中断线的映射关系的函数 GPIO_EXTILineConfig()来实现的:

  • void GPIO_EXTILineConfig(uint8_t GPIO_PortSource, uint8_t GPIO_PinSource)

该函数将 GPIO 端口与中断线映射起来,使用范例是:

  • GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOE,GPIO_PinSource2);

中断线上中断的初始化是通过函数 EXTI_Init()实现的。EXTI_Init()函数的定义是:

  • void EXTI_Init(EXTI_InitTypeDef* EXTI_InitStruct);

STM32 的外设的初始化都是通过结构体来设
置初始值的,这里就不罗嗦结构体初始化的过程了。我们来看看结构体 EXTI_InitTypeDef 的成员变量

typedef struct
{
 uint32_t EXTI_Line;    //指定要配置的中断线
 EXTIMode_TypeDefEXTI_Mode;    //模式:事件OR中断
 EXTITrigger_TypeDefEXTI_Trigger; //触发方式:上升、下降、双沿触发
 FunctionalState EXTI_LineCmd;   //使能OR失能
}EXTI_InitTypeDef;

第一个参数是中断线的标号,取值范围为:EXTI_Line0~EXTI_Line15
第二个参数是中断模式,可选值为中断 EXTI_Mode_Interrupt 和事件 EXTI_Mode_Event
第三个参数是触发方式,可以是
下降沿触发 EXTI_Trigger_Falling
上升沿触发 EXTI_Trigger_Rising
任意电平(上升沿和下降沿)触发
EXTI_Trigger_Rising_Falling

我们设置好中断线和 GPIO 映射关系,然后又设置好了中断的触发模式等初始化参数。既然是外部中断,涉及到中断我们当然还要设置 NVIC 中断优先级。 设置中断线 2 的中断优先级。(配置中断分组(NVIC),并使能中断)

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI2_IRQn; //使能按键外部中断通道
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2,
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x02; //子优先级 2
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); //中断优先级分组初始化

下一步就是编写中断服务函数。中断服务函数的名字是
在 MDK 中事先有定义的。这里需要说明一下,STM32 的 IO 口外部中断函数只有 7个:

EXPORT EXTI0_IRQHandler
EXPORT EXTI1_IRQHandler
EXPORT EXTI2_IRQHandler
EXPORT EXTI3_IRQHandler
EXPORT EXTI4_IRQHandler
EXPORT EXTI9_5_IRQHandler
EXPORT EXTI15_10_IRQHandler

  • 在编写中断服务函数的时候会经常使用到两个函数,第一个函数是判断某个中断线上的中断是否发生(标志位是否置位):

ITStatus EXTI_GetITStatus(uint32_t EXTI_Line);
这个函数一般使用在中断服务函数的开头判断中断是否发生

  • 另一个函数是清除某个中断线上的中断标志位:

void EXTI_ClearITPendingBit(uint32_t EXTI_Line);
这个函数一般应用在中断服务函数结束之前,清除中断标志位。

常用的中断服务函数格式为:

void EXTI2_IRQHandler(void)
{
  if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line2)!=RESET)//判断某个线上的中断是否发生 
   {
中断逻辑…
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2); //清除 LINE 上的中断标志位 
   }
}

固件库还提供了两个函数用来判断外部中断状态以及清除外部状态
标志位的函数 EXTI_GetFlagStatus 和 EXTI_ClearFlag,他们的作用和前面两个函数的作用类似。
只是在 EXTI_GetITStatus 函数中会(先判断这种中断是否使能),使能了才去判断中断标志位,而EXTI_GetFlagStatus 直接用来(判断状态标志位)。

  • 使用 IO 口外部中断的一般步骤:
    1)初始化 IO 口为输入。
    GPIO_Init();
    2)开启 IO 口复用时钟。
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
    3)设置 IO 口与中断线的映射关系。
    void GPIO_EXTILineConfig();
    4)初始化线上中断,设置触发条件等。
    EXIT_Init();
    5)配置中断分组(NVIC),并使能中断。
    NVIC_Init();
    6)编写中断服务函数。
    EXTIx_IRQHandler();
    7)清除中断标志位。
    EXTI ClearlTPendingBit();

STM32外部中断_第4张图片
项目:WK_UP 控制蜂鸣器,按一次叫,再按一次停;KEY2 控制 DS0,按一次亮,再按一次灭;KEY1
控制 DS1,效果同 KEY2;KEY0 则同时控制 DS0 和 DS1,按一次,他们的状态就翻转一次。

exit.c 文件总共包含 4 个函数。一个是外部中断初始化函数 void EXTIX_Init(void),另外 3个都是中断服务函数。
void EXTI0_IRQHandler(void)是外部中断 0 的服务函数,负责 WK_UP 按键的中断检测;
void EXTI9_5_IRQHandler (void)是外部中断 5~9 的服务函数,负责 KEY0 按键的中断检测;
void EXTI15_10_IRQHandler (void)是外部中断 10~15 的服务函数,负责 KEY1 按键的中断。

exti.c 的代码如下

#include "exti.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//外部中断初始化函数
void EXTIX_Init(void)
{
 EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
//外部中断,需要使能 AFIO 时钟
 KEY_Init();//初始化按键对应 io 模式
 //GPIOC.5 中断线以及中断初始化配置
 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOC,GPIO_PinSource5);
 EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line5;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//下降沿触发
 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器

 //GPIOA.15 中断线以及中断初始化配置

 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource15);
 EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line15;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;
 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure); 
//根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器
 //GPIOA.0 中断线以及中断初始化配置
 GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOA,GPIO_PinSource0);
 EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line0;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
 EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
 EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
 EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//根据 EXTI_InitStruct 中指定的参数初始化外设 EXTI 寄存器
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI0_IRQn;
//使能按键所在的外部中断通道
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01; //子优先级 1
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
 //根据 NVIC_InitStruct 中指定的参数初始化外设 NVIC 寄存器
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI9_5_IRQn;
//使能按键所在的外部中断通道
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2,
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01; //子优先级 1
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI15_10_IRQn;
//使能按键所在的外部中断通道
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0x02; //抢占优先级 2,
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0x01; //子优先级 1
 NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE; //使能外部中断通道
 NVIC_Init(&NVIC_InitStructure); 


}
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
 delay_ms(10); //消抖
if(WK_UP==1)
{ 
LED0=!LED0;
LED1=!LED1;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0); //清除 EXTI0 线路挂起位
}
void EXTI9_5_IRQHandler(void)
{
delay_ms(10); //消抖
if(KEY0==0) {
LED0=!LED0;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line5); //清除 LINE5 上的中断标志位 
}
void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
 delay_ms(10); //消抖
 if(KEY1==0) {
LED1=!LED1;
}
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line15); //清除 LINE15 线路挂起位
}

首先是外部中断初始化函数 void EXTI_Init(void),该函数严格按照我们之前的步骤来初始
化外部中断,1.首先调用 KEY_Init 函数(第七章有介绍),来初始化外部中断输入的 IO 口,2.接着调用 RCC_APB2PeriphClockCmd()函数来使能复用功能时钟。3.接着配置中断线和 GPIO 的映射关系
4.然后初始化中断线。需要说明的是因为我们的 WK_UP 按键是高电平有效的,而 KEY0和 KEY1 是低电平有效的,所以我们设置 WK_UP 为上升沿触发中断,而 KEY0 和 KEY1 则为下降沿触发。这里我们把所有中断都分配到第二组,把按键的抢占优先级设置成一样,而(子优先级不同),这三个按键,KEY1 的优先级最高。

接下来我们介绍各个按键的中断服务函数,一共 3 个。1.先看 WK_UP 的中断服务函数 void EXTI0_IRQHandler(void),2.先延时 10ms 以消抖,3.再检测 WK_UP 是否还是为高电平,如果是,则执行此次操作(DS0&DS1 取反),如果不是,则直接跳过,4.在最后有一句 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line2);通过该句清除已经发生的中断请求。同样,我们可
以发现 KEY0 和 KEY1 的中断服务函数和 WK_UP 按键的十分相似,

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "key.h"
#include "usart.h"
#include "exti.h" 

int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); //设置中断分组 
uart_init(9600); //串口初始化波特率为 9600
LED_Init(); //初始化与 LED 连接的硬件接口
EXTIX_Init(); //外部中断初始化
 LED0=0; //点亮 LED
  while(1)
  { 
printf("OK\n");
delay_ms(1000); 
  } 
}

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